Mündlichblatt 32
Fern-Optik
Fern-Optik
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Lernkarten
Eintrittspupille?
EP: Die Eintrittspupille ist eine reelle oder virtuelle Öffnung, welche die in ein optisches System einfallenden Strahlnbündel begrenzt. Sie ist mit der Aperturblende identisch, falls sich diese in Lichtrichtung vor den abbildenden Elementen (Spiegel, Linsen) Befindet.
Wie sind qualitativ-hochwertige Instrumente erkennbar?
Bei guten Instrumenten entspricht der Durchmesser der ersten Linse (Objektiv) der Eintrittspupille.
--> Dies ist der Fall, wenn die Objektivfassung als Aperturrblende dient, wenn keine zusätzliche Blende eingebaut ist
Von was ist die Dämmerungsleistung abhängig?
- Physikalische Lichtstärke
- Vergrösserung
- Kontrast des Objekts
- Der Beobachter, mit folgenden Faktoren:
> Individuelle Lichtempfindlichkeit
> Durchmesser seiner Pupille
> Individuelle Beobachtungsgabe
> Wie ruhig er das Fernglas hält
- Durch was wird die Bildhelligkeit bestimmt?
- Wovon sind Lichtverluste im Instrument abhängig?
- Durchmesser der EP
- Die Vergrösserung
- Lichtverluste im Instrument
- Durchmesser der Augenpupille
- Vergütung der Glasflächen
- Lichtweg
- Anzahl optische Elemente
- Streulichtverhalten der Glasflächen
- Absorptionsgrad der Materialien (Glas)
Was ist bei der Wahl vom Instrument wichtig, wenn es in der Dämmerung gebraucht werden soll?
- Grosser EP-Durchmesser wählen
- Hohe Vergrösserung damit können mehr Details erkannt werden
- Instrument mit hoher Lichtstärke
- Austrittspupille des Instruments soll dem Durchmesser der Augenpupille angepasst sein
- Was bedeuten Angeben wie 140/1000 oder 12/100?
- Wann wird welche verwendet?
- 140/1000: Durchmesser des Sehfeldes auf eine Distanz von 100 Meter. wird bei den meisten Instrumenten verwendet.
- 120/100: Sehfeldbreite von 12m auf 100m Distanz. Wird bei Theatergläsern und Zielfernrohren verwendet
Bezeichnungen
- 10x25
- BCA
- Bildstabilisator
- 10x25 (10 = Vergrösserung des Instruments / 25 = Durchmesser der Frontlinse bzw. Durchmesser der Eintrittspupille in mm)
- B = Brillenträgerokular / C = Kompaktes Instrument / A = Gummiarmiert (auch GA)
- IS/S/VR = Bildstabilisator
Prismenfeldstecher?
- Feldstecher bestehen aus zwei miteinander verbundenen Prismenfernrohren
- Instrument wird binokular verwendet
- Gleicherichtetes Bild und 3D Sehen
- Günstige Geräte können auch aus zwei Galilei-fernrohren bestehen
- Schwerer und teurer als Prismenfernrohr
- ermüdungsfreiere Sicht als mit Fernrohr
Was bedeutet Terrestrisches Fernrohr?
Terra = Erde
- Das Keplerfernrohr mit Umkehrlinse wird traditionell als terrestrisches Fernrohr bezeichnet
- terrestrisch bedeutet jedoch, das es für die eobachtung auf der Erde geeignet ist --> somit sind das Keplerfernrohr mit Umkehrlinse, das Prismenfernrohr, der Prismenfeldstecher und das Galileifernrohr terrestrische Fernrohre
Kepler Fernrohr mit Umkehrprisma
- Objektiv und Okular sind positiv
- Gleichgerichtetes Bild dank Prisma
- Bessere Abbildungsqualität als mit Umkehrlinse = keine zusätliche Abbildungsfehler
- Kürzere Bauweise als mit Umkehrlinse
- Herstellung ist aufwendiger als mit Umkehrlinse = teurer
Kepler Fernrohr mit Umkehrlinse
- Objektiv und Okular sind Pluslinsen
- Gleichgerichtetes Bild dank Umkehrlinse
- Die Austrittspupille entsteht in der Nähe der Augen --> daher weniger Lichtverluste und grösseres Sehfeld als bei Galilei
- Instrument ist länger, schwerer und noch weiger handlich (schwerpunkt) als ohne Umkehrung
- Umkehrlinse erzeugt zusätzliche Abbildungsfehler
Astronomisches Fernrohr / Kepler Fernrohr
- Objektiv und Okular = Pluslinsen
- Gegengerichtetes Bild, günstige Herstellung
- Kaum Lichtverluste, weil ohne Umkehrlinse oder Umkehrprisma --> Sternenbeobachtung
- Reelles Zwischenbild, Messskalen möglich
- Lange Bauweise mit ungünstigen Schwerpunkten --> schlechtes Handling, schwerer als Galilei
- Verglichen mit Spiegelteleskopen: relativ Lichtschwach
Holländisches / Galilei Fernrohr?
- Objektiv = Pluslinse, Okular = Minuslinse
- gleichgerichtetes Bild, kurz und kompakt
- AP ist im Instrument, nie dort wo das Auge > deshalb Sehfeld und Lichtstärke eingeschränkt, Skalen und Feldblende können nicht montiert werden, weil das Zwischenbild virtuell ist
- Nur relativ kleine Vergrösserungen möglich
- Gesichtsfeld ist unscharf begrenzt
Aperturblende?
- Durch die Aperturblende tritt das Licht ein
- Jedes optische Instrument hat eine Aperturblende / Öffnungsblende
- Bei guten Ferngläsern ist die Frontlinse, Aperturblende und Eintrittspupille identisch
- Je grösser die Aperturblende, desto besser das Auflösungsvermögen und desto heller das Bild (bei Korrektur der Abbildungsfehler)
Was ist der Sehwinkel?
- Der Sehwinkel sigma bestimmt die Netzhautbildgrösse und die Grösse des Seheindrucks eines Objekts
- je näher und je grösser ein Objekt ist, desto grösser ist sigma
- Er wird durch den Knotenpunktstrahl des Auges bestimmt
- Bei welcher Wellenlänge wird das Auflösungsvermögen angegeben?
- Je kleiner die Aperturblende...?
- Bei 550nm
- ..desto grösser werden die Beugungsscheibchen
- Wann spricht man von leerer Vergrösserung?
- Was heisst das genau?
- Wenn die Auflösungsgrenze überschritten wird
- Bis zu dieser Grenze handelt es sich um förderliche Vergrösserung
- Leere Vergrösserung = Bild wird zwar grösser, bringt aber keine neuen Objektstrukturen zum Vorschein
- Auflösungsvermögen?
- Je höher, desto?
- Beugungsscheibchen Zusammenhang?
> Ist wichtiger als die Vergrösserung!!!
- Ist die Fähigkeit eines Instruments, nahe beieinanderliegende Einzelheiten getrennt abbilden zu können
- Je höher, desto mehr Details sind ersichtlich
- Wegen der Beugung wird ein Objektpunkt nie punktscharf, sondern als Beugungsscheibchen abgebildet.
- Das Beugungsscheibchen beschränkt das Auflösungsvermögen des Instruments
- Will man bei einer gegebenen Baulänge des Fernglases eine hohe Vergrösserung erzielen..?
- Weitere Bezeichnunge für > Linsenfernrohre? > Spiegelfernrohre?
- So muss ein langbrennweitiges Objektiv und ein kurzbrennweitiges Okular verwendet werden
- Linsenfernrohre = Refraktoren
- Spiegelfernrohre = Reflektoren
Was sit ein afokales System?
- Beide Systembrennpunkte liegen im Unendlichen
- Parallel einfallende Lichtstrahlen verlaufen nach dem Instrument parallel
- Gesamtbrechwert des Systems beträgt 0.0 dpt
- Fernrohre sind afokale Systeme
- Bildseitiger Brennpunkt Objekt ist deckungsgleich mit objektseitigen Brennpunkt Okular
- Wozu dient die Schmidt-Platte?
- Wieso sind Fernrohre/Fernrohrbrillen nur für stationäre Tätigkeiten geeignet?
- Dient der Korrektur der sphärischen Abberation und kann für verschiedene Spiegelfernrohrtypen verwendet werden
- Weil das Gesichtsfeld stark eingeschränkt wird (=Röhrensehen)
Funktionsweise eines Spiegelfernrohr nach Newton?
Lösung Bild
Funktionsweise eines Spiegelfernrohres nach Cassegrain?
Lösung Bild
Was sind Vor- und Nachteile Fernrohrlupenbrillen gegenüber Lesebrillen mit Überaddition?
+ Binokulares Sehen auch bei hoher Vergrösserung
+ Arbeitsabstand ist grösser
- Gewicht und hoher Preis
- Eingeschränktes Gesichtsfeld
Eigenschaften von Spiegelfernrohren (Reflektoren)?
- Grössere EP als mit Linsen
- Dadurch höhere Lichtstärke und Auflösungsvermögen
- Transmissionsgrad kleiner, mehr Abbildungsfehler als mit Linsen
- weniger Kontrast, geringere Bildschärfe
- Günstiger als Linsensysteme
